Las células nerviosas (neuronas) tienen dos tipos principales de ramificaciones que nacen del cuerpo de la neurona: Las dendritas, ramas receptoras de mensajes entrantes de otras células nerviosas, y los axones, ramas emisoras de señales. Interconectadas entre sí, las neuronas mantienen una comunicación eficaz y ultrarrápida, generada tanto por impulsos eléctricos como por procesos bioquímicos. La comunicación neuronal, se vale de los neurotransmisores (sustancias químicas) para llevar la información de una célula hasta otra en un proceso llamado sinapsis, el cual constituye la base del funcionamiento del sistema nervioso.
Normalmente durante el desarrollo temprano, el cerebro produce un exceso de sinapsis y posteriormente elimina aquellas innecesarias, en un proceso conocido como «pruning» o poda sináptica. Esas sinapsis son eliminadas en un proceso de autofagia, en el que unos elementos cerebrales comen las sinapsis alteradas o inactivas, motivo por el cual el desarrollo cerebral se considera un proceso dinámico por implicar la formación y poda simultáneas. A edades tempranas, la formación de sinapsis supera a la poda, dando lugar a un exceso de sinapsis excitatorias esenciales para la estructuración de los circuitos neuronales. Posteriormente, la eliminación de sinapsis supera a la formación, dando lugar a una poda neta de espinas desde la infancia hasta la adolescencia.
La densidad de espinas dendríticas alcanza su punto máximo en la primera infancia y va seguida de un pronunciado descenso durante la última etapa de la infancia y la adolescencia hasta alcanzar los niveles de los adultos(2). Los cambios en el número y la morfología de las espinas dendríticas acompañan la formación, el mantenimiento y la eliminación de sinapsis, lo que permite el establecimiento y la remodelación de la conectividad dentro de los circuitos neuronales(3). En 2004, Frith recogió evidencias de un mayor volumen cerebral de personas autistas; hecho que podría explicarse por un mayor desarrollo de las conexiones neuronales y por una menor poda sináptica.
Las espinas experimentan cambios morfológicos dependientes de la experiencia en animales vivos e incluso los cambios sutiles en las espinas dendríticas pueden tener efectos marcados en la función sináptica y la plasticidad y los patrones de conectividad en los circuitos neuronales. Las alteraciones en la forma, el tamaño o el número de las espinas dendríticas acompañan a una gran cantidad de trastornos cerebrales, lo que sugiere que las espinas dendríticas pueden servir como un sustrato común para muchos trastornos neuropsiquiátricos (3); particularmente aquellos que implican déficits en el procesamiento de la información, pero con distinciones en los comportamientos sociolingüísticos (TEA), perceptivos (esquizofrenia) y relacionados con la memoria (enfermedad de Alzheimer).
A través de la microscopía, se pueden contabilizar y visualizar las dendritas; y se ha encontrado que el número y morfología de las espinas dendríticas en personas con Trastorno del Espectro Autista es diferente, y ello provoca una reducción de la autofagia (eliminación de sinapsis inactivas o alteradas) y aumenta la densidad de la columna vertebral en individuos con TEA (3). También se sabe por estudios post mortem, realizados por Hustler en el 2010 (4), que las espinas dendríticas son anormalmente densas y rechonchas en personas autistas; aunque mucho más cortas que las personas con el síndrome X frágil, condición cuyos comportamientos son similares a los del TEA (5). Básicamente el cerebro humano con TEA muestra defectos de poda (7) en las espinas dendríticas (protuberancias de la membrana neuronal que reciben la señal eléctrica de la sinápsis).
Espinas dendrítica normal (izquierda) y autista (derecha). Imagen de Guomei Tang, Mark Sonders y David Sulzer.
La poda neuronal ineficiente y sus consecuentes alteraciones sinápticas que ocurren en cerebros autistas, se ha atribuido a exceso de conectividad (leer más en hiperconectividad). Tanto datos neuropatológicos de la dismorfogénesis de la columna vertebral y estudios post mortem de tejido cerebral en personas con TEA, han sido consistentes con la hipótesis emergente de que los cerebros de las personas con TEA se caracterizan por una hiperconectividad en los circuitos locales y una hipoconectividad entre las regiones del cerebro (3); y a diferencia de la esquizofrenia y la enfermedad de Alzheimer, el TEA parece caracterizarse por un aumento en el número de espinas dendríticas.
Hasta el momento se sabe que aquello que provoca sinapsis ineficaces causa déficits en el flujo de la información, tanto aquél que proviene de los estímulos exteriores hacia el cerebro, o al contrario, de aquella información que pretende controlar y regular las funciones del ser humano. Por tanto, los cambios en el número o la morfología de las espinas pueden ser el agravio original que inicia la cascada de síntomas, los efectos secundarios de los cambios neuronales o una respuesta compensatoria en el Transtorno del Espectro Autista. Actualmente los esfuerzos científicos se han centrado en el proceso de autofagia neuronal, especialmente en el estudio de la proteína mTOR a la cual se le atribuye el proceso de la autofagia (6). Incluso, el equipo de investigaciones a cargo del Dr. Sulzer de la Universidad de San Diego, busca desarrollar un medicamento que promueva la autofagia (7).
Referencias